沉淀(dian)(dian)硬(ying)化(hua)(hua)(hua)不(bu)銹(xiu)鋼是(shi)一(yi)類含沉淀(dian)(dian)硬(ying)化(hua)(hua)(hua)元素(Cu、Al、Ti、Nb)的(de)鐵鉻鎳合(he)金,可以通(tong)過熱(re)處(chu)理強化(hua)(hua)(hua),此(ci)類鋼具有高強度、足夠(gou)的(de)韌性和(he)適宜的(de)耐蝕性。主要應用于宇航工(gong)業和(he)一(yi)些高技術產(chan)業。 沉淀(dian)(dian)硬(ying)化(hua)(hua)(hua)不(bu)銹(xiu)鋼可區分為馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體、半奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體和(he)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體沉淀(dian)(dian)硬(ying)化(hua)(hua)(hua)不(bu)銹(xiu)鋼三種主要類型,近年來(lai)又出現了(le)鐵素體沉淀(dian)(dian)硬(ying)化(hua)(hua)(hua)不(bu)銹(xiu)鋼。在馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體沉淀(dian)(dian)不(bu)銹(xiu)鋼中(zhong),基于馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體時效鋼的(de)經驗(yan),近年來(lai)出現了(le)馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體時效不(bu)銹(xiu)鋼,與前(qian)者比較,后者碳含量較低,其強化(hua)(hua)(hua)手段主要是(shi)靠金屬(shu)間化(hua)(hua)(hua)合(he)物析出,且熱(re)處(chu)理簡(jian)單(dan)。
S46500、Alloy 465、Costom 465 是一種無鈷的馬氏體沉淀硬化不銹鋼,其時效峰值后的抗拉強度可達到1800MPa。Costom 465 不銹鋼具有優異的缺口拉伸強度和斷裂韌性,應力腐蝕抗力也比較好,其性能優于Costom 455和PH13-8Mo鋼。該鋼于1997年取得專利,已用于軍用機的多個重要部件。
S46500、Alloy 465、Costom 465 不銹鋼(gang)適宜(yi)的鍛造(zao)溫(wen)度(du)(du)區(qu)間(jian)為(wei)1010~1093℃,鍛后(hou)空(kong)冷,經(jing)固(gu)溶處(chu)理可以進行機械加工。推薦的Costom 465鋼(gang)的固(gu)溶溫(wen)度(du)(du)為(wei)(982±8)℃,保溫(wen)一定(ding)時間(jian),然后(hou)快冷,截面尺寸(cun)在(zai)(zai)300mm以下時可在(zai)(zai)適當(dang)的液體介質中冷卻,更大尺寸(cun)時宜(yi)在(zai)(zai)空(kong)氣中快冷。固(gu)處(chu)理后(hou)應在(zai)(zai)24h內進行-73℃冷處(chu)理,保持8h,然后(hou)升至室溫(wen)。
為獲得最(zui)佳(jia)的(de)切削加工(gong)性能(neng),經上述(shu)處理后再加熱至(760±8)℃保溫2h,空(kong)冷(leng),再加熱至(620±8)℃保溫4h,空(kong)冷(leng),此(ci)工(gong)藝被稱之為H1150M狀(zhuang)態。加工(gong)后的(de)部件應(ying)重新在982℃進行固溶處理和-73℃冷(leng)處理。該(gai)鋼的(de)焊接性能(neng)良好。
S46500、Alloy 465、Costom 465 不銹鋼經(jing)(jing)上(shang)述(shu)處(chu)理后應進行時效(xiao),可在480~620℃進行,保溫(wen)4~8h,然后空冷或在適(shi)當的(de)介質中冷卻(que)。該鋼經(jing)(jing)480℃時效(xiao)后可以得到最(zui)高的(de)強度,但韌性較低,適(shi)宜的(de)時效(xiao)溫(wen)度應選擇在510℃以上(shang),可以得到良好的(de)綜合力(li)學性能。表9.61為(wei)Costom 465鋼棒材經(jing)(jing)固溶(rong)處(chu)理和時效(xiao)后的(de)縱向力(li)學性能。
將S46500、Alloy 465、Costom 465不銹鋼(gang)(gang)(gang)經980℃固溶處(chu)理和(he)(he)在(zai)-73℃冷處(chu)理8h后(hou),再進行不同(tong)溫(wen)(wen)度(du)下(xia)保(bao)溫(wen)(wen)4h的(de)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)處(chu)理,研究其(qi)組織的(de)變化和(he)(he)性(xing)(xing)(xing)能的(de)關系。當時(shi)(shi)(shi)效(xiao)溫(wen)(wen)度(du)高(gao)于300℃時(shi)(shi)(shi),Costom 465 鋼(gang)(gang)(gang)強度(du)隨溫(wen)(wen)度(du)的(de)升高(gao)而迅(xun)速提高(gao),495℃時(shi)(shi)(shi)達到峰值強度(du),時(shi)(shi)(shi)效(xiao)溫(wen)(wen)度(du)超(chao)過(guo)(guo)495℃后(hou),發(fa)生過(guo)(guo)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)。Costom 465鋼(gang)(gang)(gang)在(zai)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)過(guo)(guo)程(cheng)中,其(qi)塑(su)性(xing)(xing)(xing)和(he)(he)沖擊(ji)韌性(xing)(xing)(xing)的(de)谷值出現在(zai)450℃時(shi)(shi)(shi)效(xiao)時(shi)(shi)(shi),時(shi)(shi)(shi)效(xiao)溫(wen)(wen)度(du)超(chao)過(guo)(guo)450℃后(hou),鋼(gang)(gang)(gang)的(de)塑(su)性(xing)(xing)(xing)和(he)(he)韌性(xing)(xing)(xing)迅(xun)速提高(gao)。
S46500、Alloy 465、Costom 465 不銹鋼在溫度范圍200~300℃時效,鋼中的少量殘余奧氏體(約5%)未發生變化,時效溫度在400℃左右時,鋼中開始出現逆轉變奧氏體。在400~590℃時效,鋼中奧氏體含量呈上升趨勢,時效溫度為510℃時,鋼中的奧氏體含量為10%左右。時效溫度在590℃時,鋼中已形成的逆轉變奧氏體已不穩定,時效后降至室溫時,部分逆轉變奧氏體又轉變成馬氏體。Costom 465鋼在時效過程中出現硬化峰則與析出相的特性有關。研究表明,基體的析出相為針狀的具有六方晶體結構Ni3Ti相,析出時與母相馬氏體存在共格或半共格關系,使鋼得到有效的強化。在高于510℃時效時,析出相逐漸聚集,540℃時效時析出相直徑小于20nm,而590℃時效時已長大到約70nm。
綜上所述(shu),510℃時效后(hou),可以獲得高(gao)的強度,而同時逆轉變(bian)奧氏體(ti)的形成可使鋼具有比較高(gao)的韌性。
S46500、Alloy 465、Costom 465 不銹鋼經固溶(rong)處理后,其強(qiang)度較低,可(ke)以(yi)直接進行冷(leng)變形(xing)(xing),冷(leng)變形(xing)(xing)量可(ke)達70%,然后進行時(shi)效處理,可(ke)以(yi)得到高的強(qiang)度(表9.62)。